16.2 探究:电流与电压,电阻的关系 同步练 2026-2027学年沪科版物理九年级全一册
2026-10-21
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内容正文:
16.2探究:电流与电压,电阻的关系 同步练习2026-2027学年沪科版物理九年级全一册上学期
一.选择题(共14小题)
1.关于欧姆定律公式,可变形为,下列说法正确的是( )
A.导体的电阻与电压成正比
B.导体的电阻是导体本身的一种性质,电流、电压不影响电阻的大小
C.电压一定时,导体的电阻与通过导体的电流成反比
D.当导体两端的电压变为0V时,导体的电阻变为0Ω
2.关于电流、电压和电阻,下列说法正确的是( )
A.只要将导体连入电路,电路中就有电流
B.导体中通过的电流越大,它的电阻越小
C.有电流通过的小灯泡,其两端不一定有电压
D.定值电阻两端电压越大,通过它的电流就越大
3.由欧姆定律得到公式,下列说法正确的是( )
A.导体两端的电压越大,导体的电阻越大
B.导体两端电压为零时,导体的电阻也为零
C.导体的电阻与导体两端的电压成正比,与导体的电流成反比
D.导体的电阻是导体本身的性质,与电流、电压大小无关
4.小松同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像,下列说法中错误的是( )
A.当在导体乙的两端加上2V的电压时,通过乙导体的电流为0.2A
B.将甲、乙两导体并联接到电压3V的电源上时,干路中的电流为0.9A
C.依据图像可知R甲>R乙
D.导体两端的电压为零时,导体的电阻不为零
5.小伟给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图,如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为20Ω,湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大
B.空气湿度越大,电压表示数越小
C.当空气湿度为40%时,电压表的示数为3.6V
D.当电路中电流为0.15A时,空气湿度为50%
6.如图所示是科技创新小组设计的风力传感器的原理图,其中弹簧左端固定,右端和滑动变阻器R2的滑片P固定在一起,A、B间有可收缩的导线,R1为定值电阻。当风吹来时,使B向左移动;风力减小时,弹簧又把B推向右端。闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.风力减小时,电阻R2连入电路的阻值变大,电压表的示数变小
B.风力增大时,电阻R2连入电路的阻值变小,电流表示数将变小
C.风力增大时,电流表示数将变大,电压表的示数将变大
D.风力减小时,电流表示数将变小,电压表的示数将变大
7.在如图甲所示的电路中,电源电压保持不变。R1为定值电阻。闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片P从最左端滑到最右端,两电压表示数随电流表示数变化的完整图像如图乙所示,滑片P在最左端时电流和R2的阻值( )
A.0.2A,10Ω B.0.2A,30Ω C.0.4A,30Ω D.0.4A,10Ω
8.某同学设计了如图所示的计重秤原理图,以下说法正确的是( )
A.称重计相当于一个电压表
B.可将R1用导线代替
C.当车辆越重时,称重计的示数越小
D.当车辆越轻时,称重计的示数越小
9.张华同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理做出了如图所示的图像,下列说法正确的是( )
A.通过导体的电流与导体两端的电压成反比
B.将A、B两导体并联在3V的电源上时,干路中的电流为0.9A
C.导体A的电阻大于导体B的电阻
D.将A、B两导体串联后,导体A两端的电压大于导体B两端的电压
10.如图所示是学习小组设计的自动测定油箱内油面高度的装置示意图。电源电压恒定,R0为定值电阻,R是滑动变阻器,滑动变阻器的滑片P与浮杆连接,浮杆与浮子固定在一起。当油面升降变化时,浮子带动浮杆使滑片P绕轴O转动,从而改变油量表的示数。下列说法正确的是( )
A.油量表由电压表改装而成
B.滑片P由绝缘材料制成
C.低油位时,R0起保护电路作用
D.油位越高,通过R0的电流越大
11.小明用图甲的电路探究“电流跟电阻的关系”,并用实验数据作出I﹣R图像如图乙所示,关于该实验,下列说法中错误的是( )
A.闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应滑动到最右端
B.实验过程中应控制电压表示数为2V不变
C.当电阻R由10Ω更换为20Ω后,应将滑片P适当向右移动
D.实验结论:电压一定时,电阻跟电流成反比
12.如图所示的电路中,电源电压恒定不变,当开关S闭合时( )
A.电压表示数变小,电流表示数变小,灯变暗
B.电压表示数变大,电流表示数变大,灯变亮
C.电压表示数不变,电流表示数变小,灯变暗
D.电压表示数不变,电流表示数不变,灯的亮度不变
13.如图示,电源电压不变,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向右移动时( )
A.电流表A1示数变小,电压表V示数变大
B.电流表A2示数变大,电压表V示数不变
C.电压表V示数与电流表A2的示数之比变大
D.电压表V示数与电流表A1的示数之比变大
14.学校“奇点探索”物理兴趣小组参观水文站后,了解到河水流速变化监测传感器的原理如图2所示。机翼状的探头始终浸没在水中,当流速变快时,由于探头上下表面压力的变化,连杆会推动滑动变阻器的滑片P向上移动。闭合开关S,随着水流速度的变化,下列说法正确的是( )
A.电压表测量定值电阻R1两端的电压
B.当电流表示数变小时,河水流速变大
C.当电压表示数变小时,河水流速变大
D.当电压表与电流表示数的比值变大时,河水流速变大
二.填空题(共4小题)
15.一只小灯泡的额定电压为8V,正常发光时通过它的电流为0.4A,现将该小灯泡接在12V的电源上,为使其正常发光,应 _____ 联一个 _______ Ω的电阻。
16.当某导体两端的电压是6V时,通过它的电流是0.3A,则该导体的电阻是_______ Ω;当它两端电压为0时,该导体的电阻为_______ Ω。
17.如图甲所示,电源电压恒定,R0为定值电阻。闭合开关,将滑动变阻器R的滑片P从a端移到b端的过程中,其电流I与电压U的关系图像如图乙所示,则电源电压为 _____ V,滑动变阻器R的最大阻值为 _______ Ω。
18.如图甲所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使其从最右端向左滑动到a点时,小灯泡电流达到最大值,此时小灯泡的实际电压为16V,如图乙绘制了电流表与两个电压表示数变化关系的图像,则电源电压为 _______ V;滑动变阻器的最大阻值为 _______ Ω。
三.实验探究题(共7小题)
19.小华同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,她在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20Ω,1A”字样,导线若干。
(1)请你根据图甲电路图,用笔画线代替导线将图乙中的实物连接完整。
(2)在连接实验电路时,小华应将开关处于_______ 状态;闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑向最_____ (填“左”或“右”)端。
(3)小华先把10Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后,断开开关,她直接拆下10Ω的电阻,改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图丙所示,其示数是________ V,要完成这次实验,接下来她应将变阻器滑片向_____ (填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为_____ V。
(4)当小华改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,你认为“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因可能是(_____ )
A.滑动变阻器的阻值太大
B.电压表量程选小了
C.滑动变阻器的阻值太小
D.滑动变阻器烧坏了
20.小科同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图所示的实验电路,她在学校实验室找来了如下这些实验器材:电压恒为3V的电源。阻值分别为10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样。
(1)小科先把10Ω的电阻接入电路,闭合开关后调节滑动变阻器,根据I﹣R图像可知要移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为_____ V,读出电流表示数后,断开开关,她改换成20Ω的电阻继续做实验。闭合开关,发现电压表示数变大了,接下来她向_____ (填“左”或“右”)调节滑动变阻器的滑片,直至电压表示数恢复原来的示数;
(2)根据图中所示的I﹣R图像,分析图像得出的结论:当导体两端电压一定时,电流与电阻成_______ 。实验中滑动变阻器的主要作用是_________________ ;
(3)当小科改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值。若要完成该实验,滑动变阻器的阻值至少是_______ Ω;
(4)小科将定值电阻换成小灯泡,利用电压表和电流表测小灯泡的电阻(伏安法),闭合开关后,发现两表的示数如图所示,则此时小灯泡的电阻为_____ Ω。
21.在探究“电流与电阻的关系”的实验中,小刚设计了如图甲所示的实验电路,他在实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,开关一只,阻值分别为10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20Ω,1A”字样,导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图乙中的实物连接完整。要求:滑片P左移动时,电流表、电压表示数均变大;
(2)小刚连接好电路,闭合开关后,发现电流表、电压表均无示数。若电路故障只发生在R和滑动变阻器上,则电路故障是 ____________ ;
(3)故障排除后,小刚先把10Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后,断开开关,他拆下10Ω的电阻,直接改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图丙所示,其示数是 ________ V,要完成这次实验,接下来她应将变阻器滑片向 _____ 端(选填“左”或“右”)移动,使电压表示数为 _____ V;
(4)当小刚改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,你认为“电压表示数无法达到实验要求的值”的原因可能是 _____ ;
A.滑动变阻器最大阻值太大
B.电压表量程选小了
C.滑动变阻器最大阻值太小
D.滑动变阻器烧坏了
(5)在不更换器材的情况下,为了完成上述三组实验,小刚应控制不同阻值的定值电阻两端的电压不低于 ___________________ V(用分数表示)。
22.在探究通过导体的电流与电压、电阻关系的实验中,提供的器材有:电源(6V)、电压表、电流表,5Ω、10Ω、20Ω、30Ω、40Ω的电阻各一个,滑动变阻器、开关、导线若干。
(1)小明按图甲连接图乙电路,老师检查发现一根导线连接错误,建议改线:①在接错导线上打“×”;②另画导线使电路连接正确。
(2)图丙是研究电流与电压关系的实验中三组实验数据图像,甲、丙数据不同是因为电阻R甲_______ R丙(选“大于”、“小于”或“等于”)。乙组数据有误的原因是实验前________ (选“电压表”“电流表”或“电压表或电流表”)没有校零。
(3)在研究电流与电阻关系的实验中,某次实验,更换电阻R,闭合开关电压表示数很大,电流表无示数,原因可能是____________ 。排除故障后,他们将5次实验数据描绘在图丁中,其中b和d点与坐标轴围成的面积分别为Sb、Sd,则Sb_______ Sd(选“等于”或“不等于”)。据此可得出实验结论:____________________ 。
23.小伟同学在“探究电流与电压关系”的实验中,电源使用两节新干电池,滑动变阻器的规格是“20欧 1安”,
(1)闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于 _____ 端;
(2)连接好电路,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表始终没有示数,电压表示数接近电源电压,原因可能是 ________ ;
(3)确认电路无误后,闭合开关进行实验,小伟根据记录的数据得出结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成 _______ ;
(4)老师根据小伟记录的数据,指出第1组数据有拼凑的嫌疑,理由是闭合开关在滑动滑动变阻器的过程中,流过R的电流不小于 __________ 。
实验序号
1
2
3
4
电压/V
0.5
1.2
1.8
2.5
电流/A
0.10
0.24
0.36
0.5
24.用5Ω、10Ω、20Ω的三个定值电阻探究电流与电阻的关系,实验所用电源电压为6V。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示电路连接完整(滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变大)。
(2)排除故障后进行实验,将5Ω定值电阻接入电路,移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数如图乙所示时记录数据,则本实验中控制的定值电阻两端的电压为 _____ V。
(3)断开开关,将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 _____ (选填“左”或“右”)端移动;移动滑片的过程中,眼睛应观察 _______ 表的示数。
(4)根据实验数据描绘出电流与电阻倒数的图象如图丙所示,由图象可知,电压一定时,电流与电阻成 _____ 比。
(5)分析实验数据可知,本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于 _______ Ω。
25.小虞同学利用如图1所示装置探究“电流与电压的关系”。
(1)在如图1所示的虚线框内,小虞同学应填入 _________ (选填“定值电阻”或“小灯泡”);
(2)在开关闭合前,小虞同学指出应将滑动变阻器的滑片P移到最 _____ (填“左”或“右”)端;
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1
1.6
2.4
2.8
电流I/A
0.2
0.32
0.48
0.56
(3)由上面表格数据,小虞由此得出结论,在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 _______ ;
(4)分析如图2坐标图,小虞同学发现导致乙组数据与甲和丙不同的原因是 ___________________ ;
(5)小虞实验小组在探究“电流与电阻的关系”时如图3的电路图,电源电压恒定不变,电压表、电流表无损坏,有阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻5个。实验中,若滑动变阻器的最大阻值是20Ω,为了得到图4中A、B、C、D、E五点的数据,则所用电源电压不能高于 ________ V。
16.2探究:电流与电压,电阻的关系 同步练习2026-2027学年沪科版物理九年级全一册上学期答案
一.选择题(共14小题)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
B
D
D
C
D
D
B
D
B
C
D
题号
12
13
14
答案
D
C
C
一.选择题(共14小题)
1.关于欧姆定律公式,可变形为,下列说法正确的是( )
A.导体的电阻与电压成正比
B.导体的电阻是导体本身的一种性质,电流、电压不影响电阻的大小
C.电压一定时,导体的电阻与通过导体的电流成反比
D.当导体两端的电压变为0V时,导体的电阻变为0Ω
【答案】B
【解答】解:导体的电阻是导体本身的一种性质,其大小与导体两端的电压和通过它的电流大小无关,故B正确,ACD错误。
故选:B。
2.关于电流、电压和电阻,下列说法正确的是( )
A.只要将导体连入电路,电路中就有电流
B.导体中通过的电流越大,它的电阻越小
C.有电流通过的小灯泡,其两端不一定有电压
D.定值电阻两端电压越大,通过它的电流就越大
【答案】D
【解答】解:A、将导体连入电路,若电路断开,电路中无电流,故A错误;
B、导体的电阻与通过的电流大小无关,故B错误;
C、电压是形成电流的原因,有电流通过的小灯泡,其两端一定有电压,故C错误;
D、定值电阻的阻值一定,其两端电压越大,通过它的电流就越大,故D正确。
故选:D。
3.由欧姆定律得到公式,下列说法正确的是( )
A.导体两端的电压越大,导体的电阻越大
B.导体两端电压为零时,导体的电阻也为零
C.导体的电阻与导体两端的电压成正比,与导体的电流成反比
D.导体的电阻是导体本身的性质,与电流、电压大小无关
【答案】D
【解答】解:导体的电阻是导体本身的一种性质,电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积有关;与导体两端的电压、通过导体的电流大小无关,故D正确,ABC错误。
故选:D。
4.小松同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像,下列说法中错误的是( )
A.当在导体乙的两端加上2V的电压时,通过乙导体的电流为0.2A
B.将甲、乙两导体并联接到电压3V的电源上时,干路中的电流为0.9A
C.依据图像可知R甲>R乙
D.导体两端的电压为零时,导体的电阻不为零
【答案】C
【解答】解:A.当在导体乙的两端加上2V的电压时,通过乙导体的电流是0.2A,故A正确;
B.将甲、乙两导体并联接到电压3V的电源上时,根据并联电路中电压是相等的,由图可知甲、乙两导体两端电压是3V时,通过甲、乙两导体的电流分别为0.6A、0.3A,则干路中的电流为I=I1+I2=0.6A+0.3A=0.9A,故B正确;
C.由图可知甲、乙两导体两端电压是3V时,通过甲、乙两导体的电流分别为0.6A、0.3A,根据R可知R甲<R乙,故C错误;
D.导体的电阻是导体的属性,与导体两端电压无关,导体两端的电压为零时,导体的电阻不为零,故D错误。
故选:C。
5.小伟给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图,如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为20Ω,湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大
B.空气湿度越大,电压表示数越小
C.当空气湿度为40%时,电压表的示数为3.6V
D.当电路中电流为0.15A时,空气湿度为50%
【答案】D
【解答】解:A、由图乙知,空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越小,故A错误;
B、定值电阻R0和湿敏电阻R串联,电压表测定值电阻R0两端的电压;空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越小,根据串联分压原理知,湿敏电阻R两端的电压减小,定值电阻R0两端的电压增大,即电压表示数增大,故B错误;
C.当空气湿度为40%时,湿敏电阻为30Ω,电路总电流为
;
根据I 知,电压表的示数为U0=IR0=0.12A×20Ω=2.4V,故C错误;
D.当电路中电流为0.15A时,电路的总电阻
,
则湿敏电阻的阻值为R′=R总﹣R0=40Ω﹣20Ω=20Ω,由图像乙可知空气湿度为50%,故D正确。
故选:D。
6.如图所示是科技创新小组设计的风力传感器的原理图,其中弹簧左端固定,右端和滑动变阻器R2的滑片P固定在一起,A、B间有可收缩的导线,R1为定值电阻。当风吹来时,使B向左移动;风力减小时,弹簧又把B推向右端。闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.风力减小时,电阻R2连入电路的阻值变大,电压表的示数变小
B.风力增大时,电阻R2连入电路的阻值变小,电流表示数将变小
C.风力增大时,电流表示数将变大,电压表的示数将变大
D.风力减小时,电流表示数将变小,电压表的示数将变大
【答案】D
【解答】解:由电路图可知,R1和R2组成串联电路,电压表测R2两端的电压,由串联电路特点可知,R1和R2是串联分压关系。
AD.当风力减小时,弹簧受到的推力减小,缩短的长度较小,故滑片向右移动,电阻R2连入电路的阻值变大,电路的总电阻将增大,由公式可得,电流表示数将变小,定值电阻R1分得的电压将减小,R2两端的电压将变大,即电压表示数变大,故A错误,D正确;
BC.当风力增大时,弹簧受到的推力增大,缩短的长度较大,故滑片向左移动,电阻R2连入电路的阻值变小,电路的总电阻将变小,由公式可得,电流表示数将变大,定值电阻R1分得的电压将变大,R2两端的电压将变小,即电压表示数变小,故BC错误。
故选:D。
7.在如图甲所示的电路中,电源电压保持不变。R1为定值电阻。闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片P从最左端滑到最右端,两电压表示数随电流表示数变化的完整图像如图乙所示,滑片P在最左端时电流和R2的阻值( )
A.0.2A,10Ω B.0.2A,30Ω C.0.4A,30Ω D.0.4A,10Ω
【答案】B
【解答】解:由甲图可知,定值电阻R1和滑动变阻器R2串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测变阻器R2两端的电压;
由乙图可知当电路中的电流为0.4A时,两电压表的示数都为4V,因串联电路的总电压等于各部分电压之和,所以电源电压:U=U1+U2=4V+4V=8V;
根据公式U=IR可知,当电路中电流增大时,定值电阻两端的电压增大,由串联电路的电压特点可知,变阻器两端的电压减小,所以,图乙中斜向上的图线是电压表V1随电流表示数变化的图象,另一条图线为电压表V2随电流表示数变化的图象;
当片P在最左端时,变阻器连入电路的电阻最大时,电路中电流最小,由串联分压规律可知此时变阻器两端的电压最大,
由图乙可知,变阻器两端的电压最大为6V,则此时定值电阻两端的电压:U1小=U﹣U2大=8V﹣6V=2V,
此时电路中的电流:I小0.2A,
则滑动变阻器R2的最大值:R2大30Ω,
故选:B。
8.某同学设计了如图所示的计重秤原理图,以下说法正确的是( )
A.称重计相当于一个电压表
B.可将R1用导线代替
C.当车辆越重时,称重计的示数越小
D.当车辆越轻时,称重计的示数越小
【答案】D
【解答】解:A、由图可知,两电阻串联接入电路,称重表串联在电路中,所以称重表相当于一个电流表,故A错误;
BC、当车辆未驶入时,滑动变阻器的滑片位于最上端,滑动变阻器接入电路的最大阻值,
当车辆越重时,滑片向下滑,R接入电路的阻值变小,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,电源电压不变,根据欧姆定律可知通过电路的电流变大,所以称重表的示数越大,车辆过重时,滑片位于最下端,滑动变阻器接入电路的电阻为0,定值电阻R1串联在电路中可防止通过电路的电流过大烧坏电路,所以电路中的R1具有保护电路的作用,故BC错误;
D、车辆越轻时,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,则电路中的电流会变小,即电流表的示数变小,则称重计的示数会变小,故D正确。
故选:D。
9.张华同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理做出了如图所示的图像,下列说法正确的是( )
A.通过导体的电流与导体两端的电压成反比
B.将A、B两导体并联在3V的电源上时,干路中的电流为0.9A
C.导体A的电阻大于导体B的电阻
D.将A、B两导体串联后,导体A两端的电压大于导体B两端的电压
【答案】B
【解答】解:A、图中a电流随电压的变化图象为原点的直线,故通过导体a的电流与其两端的电压成正比,故A错误;
B、将A和B并联在3V的电源上,由图像可知,通过导体A的电流:IA=0.6A,
通过导体B的电流:IB=0.3A,
并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则干路电流:
I=IA+IB=0.6A+0.3A=0.9A,故B正确。
C、由图知,电压为3.0V时,通过a的电流为0.6A,通过b的电流为0.3A,
由欧姆定律I=得A的电阻为:
RA5Ω,同理RB10Ω,故导体A的电阻小于导体B的电阻,故C错误;
D、将A、B两导体串联后,通过导体b的电流为:通过两导体的电流相等,根据U=IR,由于B的电阻较大,所以B两端的电压较大,故D错误。
故选:B。
10.如图所示是学习小组设计的自动测定油箱内油面高度的装置示意图。电源电压恒定,R0为定值电阻,R是滑动变阻器,滑动变阻器的滑片P与浮杆连接,浮杆与浮子固定在一起。当油面升降变化时,浮子带动浮杆使滑片P绕轴O转动,从而改变油量表的示数。下列说法正确的是( )
A.油量表由电压表改装而成
B.滑片P由绝缘材料制成
C.低油位时,R0起保护电路作用
D.油位越高,通过R0的电流越大
【答案】C
【解答】解:A、电流表使用时串联在电路中,电路中R0和R1串联,油量表串联在电路中,据此知,是电流表,故A错误;
B、绝缘体不容易导电分析;滑片串联在电路中,如果是绝缘体,电路是断路,故必须是导体,故B错误;
C、当油量变化引起滑片到最下端时,没有R0会短路;故R0起保护电路作用,故C正确;
D、油箱中的油量越高,由于滑杆可以绕固定轴O转动,浮子上升,所以带动滑杆使滑动变阻器滑片向上移动,电阻变大,根据欧姆定律知,电路中的电流减小,故通过R0的电流越小,故D错误。
故选:C。
11.小明用图甲的电路探究“电流跟电阻的关系”,并用实验数据作出I﹣R图像如图乙所示,关于该实验,下列说法中错误的是( )
A.闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应滑动到最右端
B.实验过程中应控制电压表示数为2V不变
C.当电阻R由10Ω更换为20Ω后,应将滑片P适当向右移动
D.实验结论:电压一定时,电阻跟电流成反比
【答案】D
【解答】解:A.连接好电路闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大的位置,即滑片P应置于最右端,故A正确;
B.探究“电流跟电阻的关系”,应控制电压不变,即保持电阻两端的电压不变,由图乙可知UV=I1R1=0.2A×10Ω=2V
即电压表的示数为2V,故B正确;
C.探究电流与电阻的实验中,应保持电阻两端的电压不变,当电阻R由10Ω更换为20Ω后,由串联分压可知电阻两端的电压变大,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,故C正确;
D.由图像可知,电流和电阻的乘积不变,即电压表的示数不变,则电压一定,电流和电阻成反比,电阻是导体的一种性质,电阻大小与电流和电压无关,故D错误。
故选:D。
12.如图所示的电路中,电源电压恒定不变,当开关S闭合时( )
A.电压表示数变小,电流表示数变小,灯变暗
B.电压表示数变大,电流表示数变大,灯变亮
C.电压表示数不变,电流表示数变小,灯变暗
D.电压表示数不变,电流表示数不变,灯的亮度不变
【答案】D
【解答】解:电源电压恒定不变,当电键K闭合时,电阻R与灯泡L并联,灯泡两端的电压不变,所以通过的电流也不变;电流表的示数不变;灯泡亮度不变;电源电压不变,所以电压表的示数也不变。
故选:D。
13.如图示,电源电压不变,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向右移动时( )
A.电流表A1示数变小,电压表V示数变大
B.电流表A2示数变大,电压表V示数不变
C.电压表V示数与电流表A2的示数之比变大
D.电压表V示数与电流表A1的示数之比变大
【答案】C
【解答】解:由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路电流,电压表测电源两端的电压。
AD、因电源电压不变,所以滑片移动时电压表V的示数不变;
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以滑片移动时通过R1的电流不变,即电流表A1的示数不变,则电压表V示数与电流表A1示数比值不变,故AD错误;
BC、当滑动变阻器的滑片P向右移动时,接入电路中的电阻变大,由I可得,通过R2的电流变小,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流变小,即电流表A2的示数变小;则电压表V示数与电流表A2示数比值变大,故B错误,C正确。
故选:C。
14.学校“奇点探索”物理兴趣小组参观水文站后,了解到河水流速变化监测传感器的原理如图2所示。机翼状的探头始终浸没在水中,当流速变快时,由于探头上下表面压力的变化,连杆会推动滑动变阻器的滑片P向上移动。闭合开关S,随着水流速度的变化,下列说法正确的是( )
A.电压表测量定值电阻R1两端的电压
B.当电流表示数变小时,河水流速变大
C.当电压表示数变小时,河水流速变大
D.当电压表与电流表示数的比值变大时,河水流速变大
【答案】C
【解答】解:探头的上凸下平,则上方水的流速大于下方的流速,而流速大的位置,压强小,形成一个向上的压力差,河水流速变大时,向上压力差变大,则滑片P向上运动,反之下移;
A.由电路图知,两个电阻串联在电路中,电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器R2两端的电压,故A错误;
B.当电流表示数变小时,根据欧姆定律知,电路的总电阻变大,故滑片向下移动,说明升力减小,则流速减小,故B错误;
C、当电压表示数变小时,根据串联分压规律,变阻器的电阻变小,故滑片上移,使得变阻器接入电路的阻值变小,故河水流速变大;故C正确。
D、根据欧姆定律知,电压表与电流表示数的比值是滑动变阻器的电阻,如果变大,则滑片下移,说明流变小,故D错误。
故选:C。
二.填空题(共4小题)
15.一只小灯泡的额定电压为8V,正常发光时通过它的电流为0.4A,现将该小灯泡接在12V的电源上,为使其正常发光,应 串 联一个 10 Ω的电阻。
【答案】串;10
【解答】解:
灯泡正常发光时的电压为8V,现将该小灯泡接在12V的电源上,应串联一个电阻分压。
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
则串联电阻两端的电压:UR=U﹣UL=12V﹣8V=4V,
串联电路中各处的电流相等,
根据欧姆定律可得,串联电阻的阻值:R10Ω。
故答案为:串;10。
16.当某导体两端的电压是6V时,通过它的电流是0.3A,则该导体的电阻是 20 Ω;当它两端电压为0时,该导体的电阻为 20 Ω。
【答案】20;20
【解答】解:已知导体两端的电压是6V时,通过它的电流是0.3A,
由欧姆定律可得:
该导体的电阻R20Ω;
电阻与导体的两端电压无关,所以当它两端电压为0时,该导体的电阻仍为20Ω;
故答案为:20;20。
17.如图甲所示,电源电压恒定,R0为定值电阻。闭合开关,将滑动变阻器R的滑片P从a端移到b端的过程中,其电流I与电压U的关系图像如图乙所示,则电源电压为 3 V,滑动变阻器R的最大阻值为 10 Ω。
【答案】3;10。
【解答】解:由电路图可知,R0与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测变阻器两端的电压。
当滑片位于b端时,接入电路中的电阻最大,电压表的示数最大,电流表的示数最小,
由图象可知,此时U滑=2V,电路中的最小电流I小=0.2A,
则滑动变阻器的最大阻值:R滑10Ω;
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,根据欧姆定律可知电源电压:
U=I小R0+2V=0.2A×R0+2V…………①
当滑动变阻器R的滑片P滑到a端时,只有R0接入电路,变阻器阻值最小,电路中的电流最大,为:I大=0.6A,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,根据欧姆定律可知电源电压为:
U=ImaxR0=0.6A×R0…………………②
由①②式可得:R0=5Ω,U=3V
故答案为:3;10。
18.如图甲所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使其从最右端向左滑动到a点时,小灯泡电流达到最大值,此时小灯泡的实际电压为16V,如图乙绘制了电流表与两个电压表示数变化关系的图像,则电源电压为 18 V;滑动变阻器的最大阻值为 30 Ω。
【答案】18;30。
【解答】解:由图甲可知,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表V1测灯泡L两端的电压,电压表V2测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;
滑片在最右端时,变阻器接入电路中的电阻最大,总电阻最大,根据欧姆定律可知电路中的电流最小,从图乙可知为0.3A,
滑片从最右端向左滑动到a点时,变阻器接入电路中的电阻逐渐变小,根据串联分压特点可知,变阻器两端的电压逐渐变小,灯泡两端电压逐渐变大,
因此图乙中下面的曲线为电流表与电压表V2的示数变化关系的图像,上面的曲线为电流表与电压表V1的示数变化关系的图像;
(1)调节滑动变阻器的滑片到a点时,电路中的电流最大,由图乙可知,此时变阻器两端电压为2V,电路中的电流为0.4A,
由串联电路的电压特点可知,电源电压为:U=UL+U滑=16V+2V=18V;
(2)调节滑动变阻器的滑片在最右端时,从图乙可知为0.3A,且从图乙可知灯泡两端的电压和变阻器两端的电压相等,
则变阻器两端的电压:U滑大U18V=9V,
由欧姆定律可知,滑动变阻器的最大阻值为:R滑大30Ω。
故答案为:18;30。
三.实验探究题(共7小题)
19.小华同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,她在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20Ω,1A”字样,导线若干。
(1)请你根据图甲电路图,用笔画线代替导线将图乙中的实物连接完整。
(2)在连接实验电路时,小华应将开关处于 断开 状态;闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑向最 右 (填“左”或“右”)端。
(3)小华先把10Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后,断开开关,她直接拆下10Ω的电阻,改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图丙所示,其示数是 2.4 V,要完成这次实验,接下来她应将变阻器滑片向 右 (填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为 2 V。
(4)当小华改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,你认为“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因可能是( C )
A.滑动变阻器的阻值太大
B.电压表量程选小了
C.滑动变阻器的阻值太小
D.滑动变阻器烧坏了
【答案】(1);(2)断开;右;(3)2.4;右;2;(4)C
【解答】解:(1)由图甲可知,滑动变阻器采用“一上一下”的原则与定值电阻串联,且滑动变阻器左下部分电阻接入电路,同时电压表与定值电阻并联,如图所示:
;
(2)为保护电路,连接电路时,应断开开关,闭合开关前,将滑片移至最大阻值处,由图乙知,滑片左侧电阻丝接入电路,所以滑片应移到阻值最大的右端;
(3)由图丁可知,定值电阻阻值为10Ω时,通过定值电阻的电流为0.2A,由欧姆定律可知,定值电阻两端的电压:UV=IR=0.2A×10Ω=2V;
由图丙中电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.4V>2V,探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,根据串联电路电压的规律可知,为了保持定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,由串联分压的分压原理可知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为2V不变;
(4)改用50Ω的电阻时,电路中的电流I0.04A,
滑动变阻器的阻值为:R滑25Ω>20Ω,因此无法使电压表的示数达到实验要求的值,可能由于滑动变阻器的最大阻值太小,故选:C。
故答案为:(1);(2)断开;右;(3)2.4;右;2;(4)C。
20.小科同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图所示的实验电路,她在学校实验室找来了如下这些实验器材:电压恒为3V的电源。阻值分别为10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样。
(1)小科先把10Ω的电阻接入电路,闭合开关后调节滑动变阻器,根据I﹣R图像可知要移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为 2 V,读出电流表示数后,断开开关,她改换成20Ω的电阻继续做实验。闭合开关,发现电压表示数变大了,接下来她向 右 (填“左”或“右”)调节滑动变阻器的滑片,直至电压表示数恢复原来的示数;
(2)根据图中所示的I﹣R图像,分析图像得出的结论:当导体两端电压一定时,电流与电阻成 反比 。实验中滑动变阻器的主要作用是 控制定值电阻两端电压不变 ;
(3)当小科改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值。若要完成该实验,滑动变阻器的阻值至少是 25 Ω;
(4)小科将定值电阻换成小灯泡,利用电压表和电流表测小灯泡的电阻(伏安法),闭合开关后,发现两表的示数如图所示,则此时小灯泡的电阻为 4 Ω。
【答案】(1)2;右;(2)反比;保持定值电阻两端的电压不变;(3)25;(4)4。
【解答】解:(1)排除故障后,小科接入10Ω电阻,移动滑片后,根据图丙知道,电压表示数为U0=I1R1=10Ω×0.2A=2V,把10Ω换成20Ω的电阻,闭合开关发现后电压表示数变大,要保持电阻两端电压不变,就要增大滑动变阻器接入的电阻阻值,滑片应向右端移动,使电压表的示数为2V。
(2)由图像可知:电压一定时,通过导体中的电流跟导体的电阻成反比;
探究“电流与电阻的关系”实验中,要保持电阻两端电压不变,所以此实验中滑动变阻器的主要作用是控制定值电阻两端电压不变;
(3)当小科改用的电阻继续实验时,由(2)分析可知,滑动变阻器连入电路的阻值要进一步增大,但发现无论怎样移动滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,原因是滑动变阻器的最大阻值太小,分压太小。定值电阻分压为2V,电源电压为3V,故滑动变阻器两端的电压为U滑=U电源﹣U定值=3V﹣2V=1V,串联电路电压比等于电阻比,若要完成该实验,滑动变阻器的阻值至少为
,解得R滑min=25Ω;
(4)由图示电压表可知,其量程为0∼3V,分度值为0.1V,示数为2V,由图示电流表可知,其量程为0∼0.6A,分度值为0.02A,示数为0.5A,由可得,灯泡电阻
。
故答案为:(1)2;右;(2)反比;保持定值电阻两端的电压不变;(3)25;(4)4。
21.在探究“电流与电阻的关系”的实验中,小刚设计了如图甲所示的实验电路,他在实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,开关一只,阻值分别为10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20Ω,1A”字样,导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图乙中的实物连接完整。要求:滑片P左移动时,电流表、电压表示数均变大;
(2)小刚连接好电路,闭合开关后,发现电流表、电压表均无示数。若电路故障只发生在R和滑动变阻器上,则电路故障是 滑动变阻器断路 ;
(3)故障排除后,小刚先把10Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后,断开开关,他拆下10Ω的电阻,直接改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图丙所示,其示数是 2.4 V,要完成这次实验,接下来她应将变阻器滑片向 右 端(选填“左”或“右”)移动,使电压表示数为 2 V;
(4)当小刚改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,你认为“电压表示数无法达到实验要求的值”的原因可能是 C ;
A.滑动变阻器最大阻值太大
B.电压表量程选小了
C.滑动变阻器最大阻值太小
D.滑动变阻器烧坏了
(5)在不更换器材的情况下,为了完成上述三组实验,小刚应控制不同阻值的定值电阻两端的电压不低于 V(用分数表示)。
【答案】(1)见解答图;(2)滑动变阻器断路;(3)2.4;右;2;(4)C;(5)。
【解答】解:(1)滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表示数变大,根据欧姆定律可知电路中的总电阻变小,故滑动变阻器接入电路的阻值变小,滑动变阻器应选用左下接线柱与定值电阻串联,据此连接实物图如下:
(2)小刚按图甲所示连接好电路后闭合开关,发现电流表、电压表均无示数;电流表无示数,说明电路出现了断路;电压表无示数,说明电压表的正负接线柱与电源之间是断开的;所以故障只能是滑动变阻器处断路;
(3)电压表连接的是小量程,分度值为0.1V,示数为2.4V。探究“电流与电阻的关系”的实验中,要控制定值电阻两端的电压保持不变,将10Ω的电阻直接改换成阻值为20Ω的电阻,定值电阻两端的分压变大,所以应向右移动滑片,增大滑动变阻器连入电路的阻值,减小定值电阻两端的电压,直至电压表示数回到2V。
(4)当小刚改用50Ω的电阻继续实验时,由(3)分析可知,应继续增大滑动变阻器连入电路的阻值,直至电压表回到2V。实验时发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,推导出滑动变阻器至少要25Ω。
故选C。
(5)串联电路中电压比等于电阻比,即
,
代入数据可得
,
解得
。
故答案为:(1)见解答图;(2)滑动变阻器断路;(3)2.4;右;2;(4)C;(5)。
22.在探究通过导体的电流与电压、电阻关系的实验中,提供的器材有:电源(6V)、电压表、电流表,5Ω、10Ω、20Ω、30Ω、40Ω的电阻各一个,滑动变阻器、开关、导线若干。
(1)小明按图甲连接图乙电路,老师检查发现一根导线连接错误,建议改线:①在接错导线上打“×”;②另画导线使电路连接正确。
(2)图丙是研究电流与电压关系的实验中三组实验数据图像,甲、丙数据不同是因为电阻R甲 小于 R丙(选“大于”、“小于”或“等于”)。乙组数据有误的原因是实验前 电流表 (选“电压表”“电流表”或“电压表或电流表”)没有校零。
(3)在研究电流与电阻关系的实验中,某次实验,更换电阻R,闭合开关电压表示数很大,电流表无示数,原因可能是 定值电阻R断路 。排除故障后,他们将5次实验数据描绘在图丁中,其中b和d点与坐标轴围成的面积分别为Sb、Sd,则Sb 等于 Sd(选“等于”或“不等于”)。据此可得出实验结论: 导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 。
【答案】(1)如图所示;
(2)小于;电流表;(3)定值电阻R断路;等于;导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【解答】解:(1)由电路图知,电压表应测定值电阻两端的电压,而实物图中,电压表测的是定值电阻与滑动变阻器两端的电压,应将电压表“3”接线柱接滑动变阻器左下接线柱改接到R的右侧接线柱,如图所示:
(2)①分析丙图甲、丙数据可知,当电压一定时,通过甲的电流小于通过丙的电流,可知甲、丙的电阻大小关系是R甲小于R丙;
②由丙图可知,当乙两端的电压为0时,电流表已经有示数,说明电流表没有调零;
(3)①电流表无示数,电路可能有断路,电压表示数很大,可能是与电压表并联部分出现的断路,电压表与电源接通,所以故障可能是R断路了;
②图中阴影部分“面积”等于电流与电阻之积,根据U=IR,故表示的物理量是电压,探究通过导体的电流与电阻关系的实验中,控制电压一定,因此b和d点与坐标轴围成的面积Sb=Sd;
③由图像可知,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,故可得出结论:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
故答案为:(1)如图所示;
(2)小于;电流表;(3)定值电阻R断路;等于;导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
23.小伟同学在“探究电流与电压关系”的实验中,电源使用两节新干电池,滑动变阻器的规格是“20欧 1安”,
(1)闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于 左 端;
(2)连接好电路,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表始终没有示数,电压表示数接近电源电压,原因可能是 R断路 ;
(3)确认电路无误后,闭合开关进行实验,小伟根据记录的数据得出结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成 正比 ;
(4)老师根据小伟记录的数据,指出第1组数据有拼凑的嫌疑,理由是闭合开关在滑动滑动变阻器的过程中,流过R的电流不小于 0.12A 。
实验序号
1
2
3
4
电压/V
0.5
1.2
1.8
2.5
电流/A
0.10
0.24
0.36
0.5
【答案】(1)左;(2)R断路;(3)正比;(4)0.12A。
【解答】解:(1)为了保护电路,闭合开关前,图中滑动变阻器的滑片应置于最左端,此时变阻器接入电路的阻值最大;
(2)闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电流表始终没有示数,电路可能断路,电压表示数接近电源电压,电压表与电源连通,故原因可能是R断路;
(3)横向分析实验数据,电压来原来的几倍,通过的电流为原来的几倍,即电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(4)定值电阻的阻值为5Ω,滑动变阻器的规格是“20Ω 1A”,表示变阻器的最大电阻为20Ω,根据电阻的串联,电路中的最大电阻为:R串联=R+R滑=5Ω+20Ω=25Ω,
由欧姆定律,电路中的最小电流:I小0.12A>0.10A,所以第1组数据是拼凑的。
故答案为:(1)左;(2)R断路;(3)正比;(4)0.12A。
24.用5Ω、10Ω、20Ω的三个定值电阻探究电流与电阻的关系,实验所用电源电压为6V。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示电路连接完整(滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变大)。
(2)排除故障后进行实验,将5Ω定值电阻接入电路,移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数如图乙所示时记录数据,则本实验中控制的定值电阻两端的电压为 2 V。
(3)断开开关,将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 左 (选填“左”或“右”)端移动;移动滑片的过程中,眼睛应观察 电压 表的示数。
(4)根据实验数据描绘出电流与电阻倒数的图象如图丙所示,由图象可知,电压一定时,电流与电阻成 反 比。
(5)分析实验数据可知,本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于 40 Ω。
【答案】(1)见解答;(2)2;(3)左;电压;(4)反;(5)40。
【解答】解:(1)变阻器上下接线柱各接一个接入电路中,要滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变大,则滑动变阻器右下接线柱接入电路,如下所示:
(2)由图乙可知,电流表量程为0—0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A,所以此时此定值电阻两端的电压U=IR=0.4A×5Ω=2V,则本实验中控制的定值电阻两端的电压为2V;
(3)探究“电流与电阻关系”时要控制定值电阻两端的电压不变,每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器的滑片,此时眼睛应注意观察电压表示数;
探究电流与电阻的实验中应控制定值电阻两端的电压不变,实验中控制定值电阻两端的电压为2V,根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改换成10Ω的电阻,定值电阻增大,其分得的电压增大,要控制定值电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数仍为2V;
(4)由图丙知,电流与电阻的乘积为U=IR=0.1AΩ=﹣﹣﹣﹣0.4AΩ=2V,故由图像可以得出结论:电阻两端电压一定时,导体中的电流跟电阻成反比;
(5)变阻器分得的电压:U滑=6V﹣2V=4V,变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:R滑=2×20Ω=40Ω,故为了完成整个实验,所用的滑动变阻器的最大阻值应不小于40Ω。
故答案为:(1)见解答;(2)2;(3)左;电压;(4)反;(5)40。
25.小虞同学利用如图1所示装置探究“电流与电压的关系”。
(1)在如图1所示的虚线框内,小虞同学应填入 定值电阻 (选填“定值电阻”或“小灯泡”);
(2)在开关闭合前,小虞同学指出应将滑动变阻器的滑片P移到最 右 (填“左”或“右”)端;
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1
1.6
2.4
2.8
电流I/A
0.2
0.32
0.48
0.56
(3)由上面表格数据,小虞由此得出结论,在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 正比 ;
(4)分析如图2坐标图,小虞同学发现导致乙组数据与甲和丙不同的原因是 实验前电流表或电压表没有调零 ;
(5)小虞实验小组在探究“电流与电阻的关系”时如图3的电路图,电源电压恒定不变,电压表、电流表无损坏,有阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻5个。实验中,若滑动变阻器的最大阻值是20Ω,为了得到图4中A、B、C、D、E五点的数据,则所用电源电压不能高于 4.5 V。
【答案】(1)定值电阻;
(2)右;
(3)正比;
(4)实验前电流表或电压表没有调零;
(5)4.5。
【解答】解:(1)本实验是为了探究“电流与电压的关系”,因此要保证用电器的阻值不变,图1所示的虚线框内应填入定值电阻;
(2)为了保护电路,开关闭合前,俊俊同学指出应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最右端;
(3)根据表格数据可知,电压与电流的比值为电压与电流的比值为定值,可得:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(4)根据图2可知,分析甲和丙数据,当电压为0时,电流也为0,分析乙组数据,当电压为0时,电流不为0,可能是电路未接通时,电流表未调零,电流表指针偏右;也可能是电压表未调零,电路未接通时,电压表指指针偏左;
(5)在探究“电流与电阻的关系”时,要保持电阻的电压不变,由图4可知,电阻两端的电压恒为UV=IR=0.5A×5Ω=2.5V,
根据串联分压原理,当更换的定值电阻的阻值变大,要使电阻两端的电压仍为2.5V,需增大滑动变阻器的阻值。因此当定值电阻为25Ω,电流0.1A,滑动变阻器调到阻值最大为20Ω时,电源电压最大为U=2.5V+0.1A×20Ω=4.5V,
所以,实验中,若滑动变阻器的最大阻值是20Ω,为了得到图4中A、B、C、D、E五点的数据,则所用电源电压不能高于4.5V。
故答案为:(1)定值电阻;
(2)右;
(3)正比;
(4)实验前电流表或电压表没有调零;
(5)4.5。
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